6.Процедуры и функции
В языке Паскаль предусмотрены средства, позволяющие оформить последовательность операторов как подпрограмму. Это бывает необходимо, когда такая последовательность встречается уже более 2-х раз в программе или когда имеется возможность использовать некоторые фрагменты уже написанных ранее программ.
Для оформления подпрограмм последовательности операторов присваивается имя, и в дальнейшем при необходимости выполнить эту последовательность в программе упоминают имя последовательности. В языке Паскаль такую поименованную последовательность операторов называют процедурой.
Если в результате выполнения поименованной последовательности операторов получается только 1 результат, то имя этой последовательности можно использовать в выражении, и тогда такую последовательность называют функцией. В языке Паскаль имеется целый ряд встроенных в компилятор и распознаваемых без дополнительного описания стандартных функций, например, математические функции sin и cos.
Стандартные процедуры и функции. Для IBM при работе со встроенными процедурами необходимо в самом начале после слова program записать служебное слово uses, после которого указать имена подключаемых модулей например, uses crt. Раздел uses описывает список имен, подключаемых стандартных и пользовательских модулей.
crt – содержит средства управления дисплеем и клавиатурой ЭВМ;
printer – открывает доступ к печатающему устройству;
graph3 – позволяет использовать графику в Паскале версии 3.
Стандартные процедуры или функции:
gotoxy (x,y) – перемещает курсор в строку x позиции y (x,y – целые);
clrscr – очистка экрана;
delay ( ) – задержка программы на миллисекунд ( – integer);
pred (x) – предыдущее значение x (x – целые);
succ(x) – последующее число после x;
random – генератор случайных чисел (0-1);
random(x) – случайное число (0–x);
keypressed – функция, результат true – клавиша нажата, false – клавиша не нажата.
Помимо стандартных функций, программист имеет право вводить новые функции. Для этого в программе необходимо задать правило вычисления значения функции, т. е. провести ее описание. Процедуры также должны описываться. Описание процедуры и функции располагается в программе после описания переменных. Сами эти описания не предписывают выполнения действий, как операторы. Чтобы процедура была выполнена, в программе должен быть предусмотрен оператор вызова процедуры. Функция будет выполнена, если ее имя встретится в программе в каком-либо выражении.
Описание процедуры начинается с заголовка. За заголовком следует текст описания, во многом аналогичный тексту программы, т. к. строится по тем же правилам.
procedure имя процедуры (имя аргумента: тип; имя аргумента:тип; var имя результата: тип);
var .......
begin
.......
end;.
Без служебного слава var перед именем результата значение результата из процедуры не возвращается. Описание процедуры заканчивается служебным словом end, за которым следует точка с запятой.
procedure swap (var x,y:real); алг обмен (вещ x,y)
var t:real; дано x,y
надо x,y
begin нач вещ t
t:=x; x:=y; y:=t; t:=x; x:=y; y:=t
end; кон
Для вызова процедуры в тексте программы указывается ее имя, а в скобках через запятую перечисляются имена переменных или конкретное числовое значение, необходимое для этой процедуры.
Пример.
program vv;
var x,y:real;
BEGIN
x:=5; y:=2.3;
swap (x,y);
writeln(x,y)
END.
Ответ: x=2.3; y=5.
Процедура может и не содержать параметров. В этом случае заголовок имеет вид:
procedure имя процедуры;.
Оператор вызова такой процедуры имеет вид:
begin
оператор;
ostatok;
........
end.
procedure ostatok
begin
g:=a div b;
r:=a mod b;
end;
В результате ее выполнения получим значение переменных g и r (частного и остатка от деления целых чисел a и b).
При этом, конечно, переменные a, b, g, r должны быть описаны в программе, содержащей описание этой процедуры, а значения переменных a и b должны быть заданы до выполнения операторов процедуры. Описание функций аналогично описанию процедуры.
Заголовок описания функции имеет вид:
function имя функции (имя аргумента:тип):тип функции;
var ...
begin
...
end;.
Например:
function summa (var x,y:real):real;,
function summa (x,y:real):real;.
В этом заголовке тип, стоящий после круглой скобки, определяет тип переменной имени функции. Отличие от процедуры состоит также в том, что в тексте описания функции должен обязательно присутствовать оператор присваивания вида: имя функции:=выражение (summa:=s).
program sum;
BEGIN
sum:=x+y
END.
Пример: Программа вычисления факториала
program factorial;
var i,k:integer;
function fact (n:integer):integer;
begin
if n<=1 then fact:=1
else fact:=n*fact(n-1);
end;
ВEGIN
write ('ввод символа i '):readln(i);
for k:=1 to i do
writeln(fact(k));
ЕND.
Задача
1. Оформить в виде процедуры
алгоритм вычисления степени
с натуральным показателем.
program ap;
var n:integer; x,y:real;
procedure s1 (k:integer; e:real; var d:real);
var i:integer;
begin
d:=1;
for i:=1 to k do d:=d*e;
end;
ВEGIN
writeln ('введи показатель степени');
readln (n);
writeln('введи значение x');
readln(x);
s1(n,x,y);
writeln('y=',y)
ЕND.
Задача 2. Оформить алгоритм вычисления степени в виде процедуры без параметров.
program p2;
var n:integer;
x,y:real;
procedure s2;
var
i:integer;
begin
y:=1;
for i:=1 to n do y:=y*x;
end;
ВEGIN
writeln ('введите показатель степени');
readln(n);
writeln('введите значение x');
readln(x);
s2;
writeln('y=',y)
ЕND.
В этом примере x, y – глобальные переменные по отношению к процедуре s2, а переменная там – локальная.
Задача 3. Оформить в виде функции алгоритм вычисления степени .
program p3;
var n:integer;
x,z:real;
function s3 (n:integer; x:real):real;
var
i:integer; y:=real;
begin
y:=1;
for i:=1 to n do y:=y*x;
s3:=y;
end;
function s3:real;
var i:integer;
y:real;
begin
y:=1;
for i:=1 to n do
y:=y*x;
s3:=y
end;
BEGIN
writeln ('введи n');
readln(n);
writeln('введи x');
readln(x);
z:=s3(n,x);
z:=s3;
writeln('y=',z)
END.
Задача 3. Определите с помощью функции пользователя периметр восьмиугольника.
program tem;
var i:integer;
x,y:array[1..8] of real; p:real;
function dl(x1,y1,x2,y2:real):real;
begin
dl:=sqrt(sqr(x2-x1)+sqr(y2-y1));
end;
BEGIN
writeln('Введите координаты 8 точек ');
p:=0;
for i:=1 to 8 do
begin
readln(x[i],y[i]);
if i>1 then p:=p+dl(x[i-1],y[i-1],x[i],y[i]);
end;
p:=p+dl(x[1],y[1],x[8],y[8]);
writeln;
writeln('Периметр равен ',p);
END.
Главная программа может содержать описание нескольких процедур и функций. Любая из них может быть вызвана в главной программе, или ее вызов может содержаться в теле другой процедуры, описанной в программе. Описание процедуры или функции может быть также приведено в теле другой процедуры или функции, т. е. возможны вложенные процедуры и функции. Главная программа может получать начальные данные, с которыми ей предстоит работать извне, читая их из файла input. Процедуры и функции обычно получают такие начальные данные из той программы или процедуры, которая их вызывает. Передача этих данных осуществляется через параметры. В операторе вызова процедуры или при вызове функции указываются фактические параметры, подставляемые вместо формальных параметров и используемые при вычислении. Аналогично результат может быть передан в вызывающую программу через соответствующий параметр. Процедуры и функции могут также получать данные из файлов input и выдавать результат в файле output. Передача значений между вызывающей программой и процедурой может осуществляться также с помощью глобальных переменных.
Локальные и глобальные переменные. Переменные описываются в программе в разделе описания переменных. Если же программа содержит описание процедуры, то некоторые переменные могут быть описаны в этой процедуре. Переменные, описанные только в главной программе, называются глобальными. Такими переменными можно пользоваться и в главной программе, и в процедуре. Переменные, описанные в процедуре, называются локальными. Этими переменными можно пользоваться только в процедуре. Вне тела процедуры значения таких переменных не определены.
program sum ;
var p,q,s:integer;
procedure now;
begin
p:=1
q:=1;
end;
BEGIN
p:=0;
q:=0;
now;
s:=p+q;
write (s);
END.
В результате выполнения оператора вызова процедуры now глобальным переменным p и q присваивается значение 1. Поэтому оператор write(s) выдаст значение 2. p и q – глобальные.
Рассмотрим пример, где p является локальной и q – глобальной.
program sum ;
var p,q,s:integer;
procedure now;
var p:=integer;
begin
p:=1;
q:=1;
end;
BEGIN
p:=0;
q:=0;
now; s:=p+q;
write (s);
END.
Теперь в результате выполнения оператора вызова процедуры значения глобальной переменной q и локальной переменной p будут равны 1. Но значения локальной переменной p теперь недоступно главной программе, т. к. оно считается не определенным вне процедуры. Поэтому при выполнении оператора s:=p+q в качестве значения p будет взято значение глобальной переменной p, которое равно 0, поэтому будет s=1.
Если p и q будут описаны в процедуре, то они будут локальные внутри процедуры и не будут иметь ничего общего с глобальными переменными p и q, которые не описаны в основной программе. В результате выполнения такой программы будет напечатано 0.
Рассмотренные примеры показывают, что процедуры могут использовать и изменять значение глобальных переменных. Если процедура изменяет значение глобальной переменной, то говорят, что она имеет побочный эффект. Если такой эффект не был предусмотрен программистом, то будет ошибка и ее очень трудно обнаружить. Чтобы избежать непредусмотренных эффектов, то не забывайте описывать вновь введенные переменные и не используйте одинаковых имен переменных в главной программе и процедурах и функциях.
program gl; {В трех квадратных матрицах одинаковой размерности определить сумму }
const n=3; {элементов в первом и последнем столбце}
type mas = array[1..n,1..n] of integer;
var i,j:integer; a,b,c:mas; a1,b1,c1:real;
procedure inpmas(var z:mas);
begin
for i:=1 to n do
begin
for j:=1 to n do
begin
z[i,j]:=random(20)-5; write (z[i,j]:9)
end;
writeln;
end;
writeln;
end; {end inpmas}
procedure coun(z:mas;var s:real);
begin
s:=0;
for i:=1 to n do
begin
s:=s+z[i,1]+z[i,n];
end;
end; {end counddig}
BEGIN
inpmas(a); inpmas(b); inpmas(c);
coun(a,a1); writeln('sum a=',a1:7:2);
coun(b,b1);writeln('sum b=',b1:7:2);
coun(c,c1); writeln('sum c=',c1:7:2);
END.